DE2260474C3 - Verfahren und Einrichtung zur Scharfeinstellung eines Objektivs - Google Patents

Description

ist die Helligkeitsgleichheit zweier Meßfelder das EinstellMteriuro,

Das neue Verfahren sowie demgemäße Einrichtungen werden nachfolgend anband von schematischen Zeichnungen beispielsweise beschrieben. Es zeigen:

Fig. J und 2 Anordnungen zur Demonstration des Prinzips,

F i g. 3 eine Einrichtung mit geometrischem Strahlenteiler,

Fig. 4 eine Einrichtung mit visueller Beobachtung ι ο eines achsennahen Pupillenteils,

F i g. 5 eine Variante mit spiegelnden Pupillenblenden, polarisierendem Strahlenteiler und zwei λ/4-Platten,

Fig.6 eine Ausführungsform mit fotoelelctrischem Differentialempfänger.

In F i g. 1 beleuchtet eine Lichtquelle 1 einen senkrecht zur Zeichenebene liegenden engen Lichtspalt 1'. Ein Objektiv 1" bildet diesen in die Gegend eines Teilerspiegels 2, beispielsweise am Orte 3, ab. Ober zwei dem Teilerspiegel 2 nachgeschaltete Kondensorlinsen 4, 5 werden die Strahlanteile des Spaltbildes je zwei fotoelektrischen Empfängern 6, 7 und 8, 9 zugeführt Durch Verschiebung des Objektivs 1" längs der optischen Achse kann der Abbildungsort 3 des Spaltes 1' vor und hinter den Teilerspiegel 2 verlagert werden.

Liegt der Ort 3, wie dargestellt, vor dem Teilerspiegel 2, so werden die Empfänger 7 und 9 beleuchtet, die Empfänger 6 und 8 dagegen nicht Bei Verschiebung des Abbildungsortes 3 fiber den Spiegel 2 hinaus wechselt die Beleuchtung auf die fotoelektrischen Empfänger 6 und 8 Ober. Der Signalwechsel an den Ausgängen der Empfängerpaare 6,7 und 8,9 ist also ein Kriterium für die Scharfeinstellung des Spaltbildes auf den Teilerspiegel 2.

Ein solcher Signalwechsel wird auch mit der Anordnung nach Fig.2 erreicht Ein nicht mit dargestelltes leuchtendes Objekt wird durch ein Objektiv 1" an dem Ort 3 oder 13 abgebildet Zwischen diesen beiden Orten liegt die brechende Oberfläche eines Prismas 10. Dem Prisma 10 ist ein geometrischer Strahlenteilerwfirfel 11 nachgeschaltet, dessen Austrittsflächen zueinander komplementäre Blenden 12,14 aufweisen. Blende 12 sperrt den achsennahen, Blende 14 den komplementären achsenfernen Teil des Strahlenganges. Die den Teiler 11 verlassenden Strahlanteile werden übsr die Linsen IS₁ 16 bzw. 17, 18 auf fotoelektrischen Empfängern 19 bzw. 20 gesammelt

Die Funktion der soweit beschriebenen Einrichtung ist folgende:

Wird das Objekt am Ott 3 scharf abgebildet, so erhält so nur der Empfänger 20 Licht Hegt dagegen das Objektbild im Ort 13, so fällt das Licht nur auf den Empfänger 19. Das Verhältnis der Ausgangssignale der fotoelektrischen Empfänger zeigt also hierbei die Lage des Objektbildes in Bezug auf die Kante 21 des Prismas 10 an. Bei Scharfeinstellung herrscht Signalgleichheit

Bei der Einrichtung nach F i g, 3 ist das Prisma 10 der F i g. 2 durch ein Prismenraster 10' ersetzt Die übrigen Bauteile haben die gleiche Bezeichnung und Funktion wie in F i g. 2, Das Prismenraster 10' kann auch durch ein Pyramidenraster bekannter Art ersetzt sein. Die Blenden 12, 14 müssen dann der Rastergeometrie angepaßt sein.

Die Anordnung nach Fig.4 weist gegenüber der nach F i g, 3 einen polarisierenden Strahlenteiler 11' auf. Ein nicht dargestelltes Objekt wird in die Gegend der Rasterscheibe 10' abgebildet Sammelnde optische Glieder leiten das die Rasterscheibe durchdringende Licht auf den polarisierenden Teiler II'. Die der Blende 12 (F i g. 3) entsprechende Blende 12' ist hier spiegelnd ausgebildet und vom Teiler 11' durch eine λ/4-Platte 24 getrennt, so daß die reflektierten achsenferneren Lichtanteile über die Linsen 15,16 auf den fotoelektrischen Empfänger 19 gelangen. Der Blende 12' nachgeschaltet ist ein Okular 25, über das die durchdringenden Strahlen visuell beobachtet werden können. Die Elemente 14, 17. 18. Mt sind denen der F i g. 3 analog.

In der Anordnung nach F i g. 5 sind beide Blenden 12' und 14' spiegelnd ausgeführt und vom polarisierenden Teiler 11' durch λ/4-Platten 24,26 getrennt so daß die an Blende 12' reflektierten achsenferneren und die an Blende 14' reflektierten achsennäheren Strahlanteile über das Okular 25 ein Beobachterauge erreichen. Die durch die Blenden 12', 14' gelangenden Strahlanteile treffen wie in F i g. 3 die fotoelektrischen Empfänger 19, 20.

In der erfindungsgemäßen Variante nach Fig.6 geschieht die Aufteilung der beiden Strahlanteile auf verschiedene fotoelektrische Empfänger durch eine Ausbildung dieser Empfänger selbst als fotoelektrische Differential-Empfängergruppe 27. Diese ist hinter dem Pyramidenraster 10" angebracht in einem Abstand, der dem Ablenkwinkel dieses Rasters 10" und der Öffnung des Objektivs i" entspricht Die Empfängergruppe 27 ist so ausgebildet, daß ihre Unterteilung der Teilung des Rasters 10" entspricht und daß sich zentrisch hinter jedem Gipfel eines Rasterelementes ein begrenztes Feld der einen Empfängergruppe 28 befindet, während die angrenzenden Empfängerelemente zu einer Empfängergruppe 29 für die gipfelferneren Strahlanteile vereinigt sind. Signalgleichheit an den Ausgängen der Empfängergruppen ist hier ebenfalls das Kriterium für die Scharfeinstellung des Objektbildes auf die Rasterscheibe 10".

Die Anordnung nach F i g. 6 eignet sich besonders gut für den Einbau in fotografische Kameras.

Nach Abgleich der Schärfeneinstellung kann die Entfernung des Objektes am Abgleichglied, z. B. an einer geeichten Skala der Objektiveinstellung, abgelesen werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentansprüche:

   1, Verfahren zur Scharfeinstellung eines abbildenden Objektivs, beispielsweise zum Zwecke der Entfernungsmessung, bei dem mittels im Bereich der Schärfenebene des Objektbildes angeordneter bildaufspaltender optischer Bauelemente mindestens zwei Bilder der Eintrittspupille erzeugt werden, wobei die die Pupillenbilder durchsetzenden Lichtflüsse fotoelektrischen Empfängern zugeleitet werden und aus dem Vergleich der Ausgangssignale der fotoelektrischen Empfänger ein Signal hergeleitet wird, das als Kriterium für die Scharfeinstellung dient, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtflüsse komplementärer Teile verschiedener Pupillenbilder getrennten fotoelektrischen Empfängern zugeführt und deren Signale nach Größe und Vorzeichen ausgewertet werden.

   Z Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Ansprach 1, gekennzeichnet durch in den Pupillenbildebenen entsprechend der Geometrie der bildaufspaltenden Elemente angeordnete Blenden (12, 14) zur Bildung eines achsennahen und eines dazu komplementär achsenfernen Teiles der verschiedenen Pupillenbilder und durch nachgeschaltete Objektive (15,17) und Kondensoren (16, 18) zur Zuleitung der Lichtflüsse zu den fotoelektrischen Empfängern (19,20).

   3. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen polarisierenden, den fotoelektrischen Empfängern (19,20) entsprechender* die vr-schiedenen Pupillenbilder erzeugenden StcrJilenteiler (H'), eine zwischen dem polarisierenden Strahlenteiler und dem einen Pupillenbild befindliche λ/4-Platte (24) in der Ebene dieses Pupillenbildes, eine entsprechend der Geometrie der bildaufspaltenden Bauelemente die Lichtflüsse eines achsenfernen Teiles auf einen ersten der Empfänger (19) reflektierende Blende (12'), in der Ebene eines anderen Pupillenbildes eine komplementäre, die Lichtflusse des achsennäheren Teiles auf einen zweiten der Empfänger (20) hindurchlassende Blende (14) sowie ein der Blende (12') zwecks visueller Beobachtung nachgeordnetes Okular (25).

   4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem polarisierenden Strahlenteiler (H') und beiden Pupillenbildebenen je eine A/4-Platte (24,26) vorgesehen ist und daß die beiden Blenden (17, 14') spiegelnd ausgeführt sind derart, daß sich die gespiegelten Strahlanteile zur visuellen Beobachtung in einem Okular (25) vereinigen.

   5. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als bildaufspaltendes optisches Bauelement ein Pyramidenraster (10") angeordnet ist, hinter dem in einem durch Rasterablenkwinkel und Objektivöffnung bestimmten Abstand ein fotoelektrischer Differentialempfänger (27) derart angeordnet ist, daß sich zentrisch hinter jedem Rastergipfel ein begrenztes Feld einer Empfängergruppe befindet, während die angrenzenden Empfängerelemente zu einer Empfängergruppe für die gipfelferneren Teile der Pupillenbildebene geschaltet sind.

   Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Scharfeinstellung eines abbildenden Objektivs, beispielsweise zum Zwecke der Entfernungsmessung, nach dem Oberbegriff des Anspruchs I.

   Bei fotografischen Kameras ist es bekannt, zur Scharfeinstellung des Objektivs bzw, zur visuellen Beurteilung der Scharfeinstellung auf der Beobachtungsscheibe des Suchers sogenannte Pyramidenraster anzubringen. Man erhält dann zu jeder Manteklächenneigungsrichtung der drei- oder vierseitigen Pyramiden je eine seitlich verschobene Abbildung der Objektivpupille, sofern in der Nähe der Rasterebene eine die Objektivpupille abbildende Feldlinse angebracht ist Die Beobachtungspupille (Augenpupille) erstreckt sich über

   is einen Teil des Gebietes der sich überlappenden Pupillenbilder. Da aber die Augenpupille in jedem der Pupillenbilder eine andere Relativlage hat, entstehen bei Verschiebung der Schärfenebene aus der Rasterebene heraus der Anzahl der Pupillenbilder entsprechend viele Objektbilder, die — der Parallaxe entsprechend — zueinander verschoben sind. Einstellfehler des Kameraobjektivs werden also daran erkannt, daß die Bildkontrastübergänge mehr oder weniger ausgefranst erscheinen.

   Schwierig ist bei solcher Anordnung die subjektive

   Schärfebeurteilung, insbesondere wenn die Abbildung

   durch das Kameraobjektiv eine große Schärfentiefe hat

   In den nicht vorveröffentlichben Unterlagen des

   älteren Patents 2156 617 ist eine Einrichtung zur Entfernungsmessung beschrieben, bei der das anzumessende Objekt durch das Objektiv auf ein Ortsfrequenzfilter abgebildet wird, das bei Ausbildung als Pyramidenraster zwei gegenphasige, ortsfrequenzgefilterte Lichtströme erzeugt, die fotoelektrischen Empfängern zugeleitet werden. Die optische Korrelation zwischen Objektbild und Ortsfrequenzfilter liiefert einen Extremwert für das elektrische Signal, wenn das Ortsfrequenzfilter in der Schärfenebene des Objektbildes liegt Die Empfindlichkeit dieser Einrichtung hängt von der

   Anpassung des Ortsfrequenzfilters an die Strukturverteilung im Objektbild ab, so daß bei der Anwendung der Einrichtung für beliebige Objekte Schwierigkeiten entstehen können. Außerdem ist diese Einrichtung ausschließlich für eine elektronische Auswertung der

   Meßsignale geeignet

   Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Scharfeinstellung eines abbildenden Objektivs, beispielsweise für Fotokumeras und dergleichen, zu schaffen, dai unabhängig von der Ortsfrequenz-

   SC verteilung im Objektivbild ist und das neben einer

   elektronischen Signalauswertung und automatischen

   Einstellung des Objektives auch ein» verbesserte visuell

   kontrollierbare Scharfeinstellung erlaubt

   Eine Lösung dieser Aufgabe bringt erfindungsgemäß

   ein Verfahren der eingangs genannten Art, welches sich dadurch auszeichnet, daß die Lichtfliüsse komplementärer Teile verschiedener Pupilleiibilder getrennten fotoelektrischen Empfängern zugeführt und deren Signale nach Größe und Vorzeichen ausgewertet werden.

   Vorteilhafte Einrichtungen zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den Unteransprüchen 2 bis 5 näher charakterisiert.
   Der besondere Vorteil des neuen Verfahrens liegt in seiner vielseitigen Verwendbarkeit Verzichtet man auf eine elektronische Regelautomatik, so können die verfahrensgemäßen neuen Einrichtungen auch zu einer verbesserten visuellen statischen Anzeige dienen. Dabei